雞蛋的美麗與哀愁：奈米雞蛋與滲透雞蛋 張函郁1、黎渝秀2 國立中央大學附屬中壢高級中學1hanyuchang0820@clhs.tyc.edu.tw 2candy@clhs.tyc.edu.tw n  前言 自108課綱籌備以來，「自然科學探究與實作」和「多元彈性選修」一直是新課綱的核心精神[1]。民國九十六學年起，國立中央大學附屬中壢高級中學優質化校務經營計畫「從A至A+全面優質」願景下，設置課程多元創新的學園 — 在高一課程開設二節「彈性選修」，提供學生在高二選組前各式各樣不同課程的學習和體驗；目前，更是在高二和高三各開設一節「彈性選修」，讓學生在多元課程薰陶下，找出自己的方向，其中課程「趣味化學」即是期望學生透過親自動手實驗中，觀察現象，發現問題，解決問題，進而提出自己的想法，提供對化學領域有興趣且願意實地操作的學子們契機，探索這未知又令人著迷的化學世界。 n  雞蛋實驗設計圖 【實驗一】：奈米雞蛋 n  實驗器材 以每3人組成一小組：雞蛋（2顆，白殼）、鐵夾（試管夾）1支、蠟燭1根、火柴1盒（或打火機1個）、去離子水（100 mL）、燒杯（200 mL）1個、塑膠滴管（3 mL）1支。 n  操作步驟 1、  先點燃蠟燭，滴些許蠟油在桌面上，使蠟燭可以站立在桌面。 2、  再以鐵夾夾住雞蛋，放置雞蛋於蠟燭火焰之中，不可以高於火焰（見圖一左），如此才容易附著上不完全燃燒的碳微粒，使蠟燭燃燒完後的碳微粒可以均勻附著於雞蛋上。 注意：勿在雞蛋上同一點燻過久，均勻地燻黑雞蛋，以免受熱不均造成蛋殼破裂（見圖一右）。   圖一：雞蛋不可以高於火焰（左）；均勻地燻黑雞蛋（右） 3、  〚活動一〛：在步驟2中完成燻黑的雞蛋，並取另取一顆未燻黑的白殼雞蛋，分別以塑膠滴管吸取1 mL去離子水，滴加水到這兩顆雞蛋殼的表面（見圖二左），觀察其現象並比較其差異。 4、  〚活動二〛：擦乾雞蛋表面的水，再重新燻成全黑，盡可能再讓整顆雞蛋的表面都燻成黑色，並壓入裝有100 mL去離子水的燒杯中（見圖二右），觀察其現象。   圖二：用水噴灑雞蛋殼的表面（左）；壓入燻黑的雞蛋到水中（右） 5、  〚活動三〛：分別放入白殼雞蛋與燻黑雞蛋到1 M HCl中，以橡皮管引導至澄清石灰水溶液中，觀察這兩顆雞蛋與稀鹽酸反應產生的氣泡（見圖三左）。放置一天後，觀察並紀錄澄清石灰水溶液的變化（見圖三右）。 註：澄清石灰水端的軟木塞務必稍微鬆開，以免產生氣體過多而使試管爆開。   圖三：雞蛋放到稀鹽酸中：放入不久（左）：放置一天後（右） n  實驗紀錄 1、  經由〚活動一〛中，滴加水滴到燻黑蛋殼表面上，可觀察到不容易附著，甚至滾動，與荷葉上水滴一般。而未滴加水滴到燻黑蛋殼（白殼雞蛋）表面上，可觀察到水滴附著到蛋殼表面上。兩者差異非常明顯。 2、  經由〚活動二〛中，可觀測到原本在空氣中為全黑的雞蛋，在壓入水中後變成透明並帶有一點銀白色，極像一顆銀雞蛋，非常美麗。 3、  經由〚活動三〛中，可觀察到白殼雞蛋與鹽酸反應產生氣泡的速率較快，且氣泡量明顯較多，經由一天後，澄清石灰水明顯混濁。而燻黑雞蛋與鹽酸混合，四個小時後，表面的燻黑物逐漸脫落，部分未被燻黑物包覆的蛋殼與鹽酸接觸，才明顯產生氣泡，經由一天後，雖然澄清石灰水變成混濁，但是不如白殼雞蛋明顯。 n  實驗討論 l  蠟燭主要成分為烷類，燃燒的產物為後燃燒完全的二氧化碳和水氣以及燃燒不完全的殘餘碳粒。在〚活動一〛中，因燃燒不完全的碳微粒附著在蛋殼表面，水滴在燻黑的蛋殼上不容易附著，甚至滾動，如同蓮葉顯現出疏水性，因此燃燒不完全的碳微粒在蛋殼表面已形成奈米級的碳粒，因而有「蓮葉效應」（Lotus effect）的疏水性（hydrophobicity）顯現。 […]